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第一单元《生物与环境》大单元整体教学设计
教材版本 教科版 单元（或主题）名称 《生物与环境》
单元主题 小明去逛商场时看到金鱼非常漂亮，于是买了几条放家里的一个塑料桶里养着，结果没过几天，金鱼就相继死掉了，小明很伤心，他想不明白为什么别人在家养的金鱼都好好的，他养的金鱼就死掉了呢？是什么原因呢？是不是金鱼的生存需要满足一定的条件，那怎样模拟金鱼的生存环境呢？学习了这个单元，让我们帮助小明建立一个能让金鱼生活得很好的生态系统吧。
课标要求 核心概念：生命系统的构成层次、生物体的稳态与调节、生物与环境的相互关系、工程设计与物化 学习内容： 5.6 生态系统由生物与非生物环境共同组成 ⑤举例说出常见的栖息地为生物提供光、空气、水、适宜的温度和食物等基本条件。 ⑥说出常见动物和植物之间吃与被吃的链状关系。 6.1 植物能制造和获取养分来维持自身的生存 ①知道植物可以利用阳光、空气和水分在绿色叶片中制造其生存所需的养分。 6.2人和动物通过获取其他生物的养分来维持生存 ②知道动物以其他生物为食，动物维持生命需要消耗这些食物而获得能量。 7.1生物能适应其生存环境 ①举例说出动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时的行为。 13.2工程的关键是设计 ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。 ③基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。 13.3工程是设计方案物化的结果 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 学业要求： （1）通过对生命系统构成层次的初步学习，乐于探究和实践，关注人体健康与环境保护。 （2）认识到植物利用阳光、空气和水分在绿色叶片中制造其生存所需养分的过程就是植物的光合作用，动物和人依靠摄取食物维持生命活动。 （3）认识动物能适应环境变化。 （4）能分析不同动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时的行为。
教材分析 在本单元中，学生将通过研究生物与环境的关系，进一步学习对比实验控制变量的探究技能，发展运用数据对实验现象进行分析、解释的能力。在研究生物与环境关系的过程中，他们还将学习使用图示的方法梳理较为复杂的生物关系。此外，在本单元中，他们还将经历几次较长时间的观察实践活动,这些都将促进学生科学探究能力的发展。 本单元内容共7课。 第1~3课分别是“种子发芽实验”“比较种子发芽实验”“绿豆苗的生长”，引导 学生对种子发芽和植株生长进行对比观察研究，认识植物与生存环境的关系，了解植 物的生存需要一定的非生命环境条件。 第4课“蚯蚓的选择”，学生通过对蚯蚓与环境的研究，认识动物与无生命环境的 关系，了解动物会根据自身生存的需要对环境条件进行选择。 第5课“当环境改变了”，学生通过对不同季节生物行为变化的分析，认识到当环 境发生改变时，生物会改变自己来适应新环境。 第6课“食物链和食物网”，学生经历认识和研究食物链与食物网，认识到生物之 间是互为生长环境，相互依存、相互影响的。 第7课“设计和制作生态瓶”，学生在对生物与非生物、其他生物之间联系进行 分析的活动中建构“生态系统”概念，并以此为基础设计池塘模型;在长期的观察中， 学生认识到在一定区域内生活的生物都需要一个和谐、平衡的环境，生态平衡的改变 会对生物的生活产生很大的影响。
学情分析 在本单元教学前，学生通过之前的学习，已经历过对生物个体基本特征的观察、认识、研究活动。他们对于生物与环境的联系已有一定的了解，但比较零散、模糊。如，对于生物生长需求，绝大多数学生认为植物需要水、阳光、空气、土壤，认为动物需要水、空气、食物;对于某一区域动植物关系的认识，许多学生认为动植物的生存都需要养分，动物养分来自食物，植物养分来自土壤。他们能认识到动植物之间“吃与被吃”的关系，但对于其背后存在的能量传递的认识是欠缺的;学生能说出在不同环境中生活着不同的动植物，但对于“环境”所包含的因素的认识还比较肤浅，许多学生仅停留在温度对生物生活的影响，如秋天到了，大雁南飞，却无法从生物生存需求的角度思考环境对生物生活的影响。
单元目标 科学观念： 空气是一种混合物质，氮气和氧气是空气的主要成分。 植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。 动植物都有基本生存需要，如光空气、水、适宜的温度和食物等;栖息地能满足动植 物的基本生存需要。 动植物的身体结构有助于其适应其生存的环境。 动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时会努力以自己的身体构造及特定行为来适应环境的变化。 不同动物以植物或其他动物为食;动物的生存依赖于植物，如植物为动物提供维持生命所需要的能量;因此常见的植物和动物之间就形成了吃与被吃的链状关系。 由于自然或人为影响弓|起栖息地改变， 会对生活在该地的动物植物产生影响。 栖息地内的生物和非生物相互联系、相互影响构成了生态系统。 科学思维： 认识到人类、动植物、环境的互相影响和相互依存关系。 在科学实践研究中，发现自然界中任何一种生物与同区域内其他生物、非生物都有密切联系，形成保护自然环境的意识。 认识到人类活动对环境会产生正面或负面影响，从而对其他生物的生存产生影响，因此通过保护环境就可以保护其他生物。 3探究实践： 能基于已有种植经验，从种子的萌发条件、生长环境需求等角度提出可探究的问题。 能基于已有所学的知识， 对种子萌发条件、生长环境需求等角度提出有针对性的假设，并能说明假设的依据。 能基于所学的知识，制订比较完整的对比实验探究计划。 有控制变量的意识，用对比实验的方法研究蚯蚓的生长环境。 能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料等方式获取信息。 能基于所学的知识，用概念图、统计图表等方式记录整理信息，表述探究结果。 能基于所学的知识用不同的方式表述自己的探究过程与结论;能基于证据质疑并评价别人的研究报告。 能对探究活动进行过程性反思，对探究活动进行总结性评价。 4.态度责任： 发展对研究动物和植物对其生存环境所需条件以及相互关系进行科学探究的兴趣。 能基于观察与调查等实践活动所得信息为依据做出严谨的判断，但不急于下结论。 在科学研讨活动中，能基于集体论证反思、调整自己的探究从而完善自己的认识。 在合作中，能认真倾听他人的意见，并调整自己的观点最终形成集体的认识。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。 3.关注学生小组实验的严谨性和科学性。 围绕单元和主题目标。 1.分层设置单元测试 2.绘制单元思维导图。 3.制作生态瓶等实物。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务（或问题）（一般1-2个）达成评价1实验课种子发芽实验能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，研究种子发芽所需条件的过程。 能够结合自己的实验计划开展实践研究，观察并记录种子发芽状况的活动。如何设计种子发芽实验能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，并结合自己的实验计划开展实践研究，探究种子发芽所需条件的过程。1实验课比较种子发芽实验通过实地观察绿豆种子的发芽，知道种子发芽的条件，认识绿豆种子发芽需要水、空气和适宜的温度，土壤和阳光不是种子萌发的必要条件。在收集信息数据的基础上实事求是地分析数据，增进对植物生长发育的关注。用比较的方法，能根据事实区别哪些是种子发芽的必要条件。 在实地观察中，能在收集信息数据的基础上实事求是地分析数据，并将数据转化为证据，形成一定的解释。会提出感兴趣的问题。1实验研讨课绿豆苗的生长知道空气是一种混合物质，氮气和氧气是其主要成分，初步了解植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。利用控制变量的方法设计绿豆芽生长是否需要阳光的实验。能用画图、拍照，视频等方法记录观察所得，运用实验，查阅资料等方式获取信息。1实验课蚯蚓的选择通过对蚯蚓的研究，知道蚯蚓适宜的生存环境，认识到动物生存需要一定的环境条件。 用控制变量法开展对比实验研究，探寻蚯蚓对光、水分等条件的需求。能用控制变量法开展对比实验研究，探寻蚯蚓对光、水分等条件的需求。1研讨课当环境改变了通过将青蛙行为图片与环境图片相对应，知道当环境改变的时候，动物会努力适应新环境，认识到为适应环境的变化，动物会有一些特殊的行为。用比较分析的方法，研究当环境改变后动物是怎样适应新环境的。在探究活动中，能依据事实独立思考，研究动物适应新环境的方法。 1研讨课食物链和食物网通过实地观察一定区域内的动植物相互影响的现象，分析动植物之间的食物关系，找出很多“链条”状的联系,形成食物链，知道动植物所需的能量(养分)在食物链上的生物之间依次传递着。正确使用观察方法和工具，并记录下动植物及相互影响的现象，分析动植物间的食物关系，能形成链条状的联系。能够通过“模型”的观察、分析与讨论,发现事物之间的相互联系和相互影响。 1工程设计课设计和制作生态瓶通过设计和制作生态瓶，知道生态系统是由生物与非生物共同组成，认识到动植物与环境相互影响和相互依存的关系。根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。能根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。
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1.种子发芽实验
一、教学目标
科学观念：知道种子发芽需要一定的条件。
科学思维：用对比实验对变量进行控制，引导学生形成严谨的科学思维。
探究实践：1.能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，研究种子发芽所需条件的过程。
2.能够结合自己的实验计划开展实践研究，观察并记录种子发芽状况的活动。
态度责任：1.能表现出对种子发芽条件进行科学探究的兴趣。
2.感受对比实验对变量控制的严格要求，发展严谨的科学思维。
二、教学重难点
重点：能够科学地设计对比实验，研究种子发芽需要的条件。
难点：经历设计种子发芽实验的过程，设置对比实验中的公平条件。
评价任务（根据需要设计评价量规）
评价量表
评价任务 评价标准 表现程度 自评 互评 师评
☆☆☆ ☆☆ ☆
预测种子发芽的条件 能积极参与讨论并对种子发芽条件有合理的预测。 能 基本能 不能
实验设计 能积极参与讨论，使用对比实验的方法设计种子发芽实验。 能 基本能 不能
能掌握绿豆种子发芽与土壤的关系的实验步骤。 能 基本能 不能
实验研讨 能知道设置对比实验的原因。 能 基本能 不能
能知道若发现无论有没有土壤，绿豆种子都会发芽，则能证明绿豆种子发芽与土壤没有关系的逻辑关系。 能 基本能 不能
学习收获
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）情境导入 师：小明特别喜欢吃黄豆芽，姥姥经常在家里给小明发豆芽吃，周四泡上豆子，周五放容器里用纱布盖住，放到暖气旁边，周六晚上黄豆就长出小芽可以吃了，小明就有些纳闷，黄豆发芽咋那么快呢，它发芽需要什么条件呢？同学们能帮小明解释一下吗？ 学生自由回答。 预设：植物种子发芽需要水、适宜的温度。 师：是不是这样呢？这节课我们就一起来研究这个问题。通过前面的学习我们知道植物生命的开始都是从种子发芽开始的，那么请同学们首先观看一段植物种子发芽的视频。 播放视频《种子发芽》。 了解学生对种子发芽的前知识。 学生的活动参与程度及回答，给予学生及时的鼓励。
（二）探究活动 活动一、预测种子发芽的条件 师：通过观看视频和你的经验，请同学们再次猜测一下，种子发芽需要什么条件呢？ 生自由回答。 预测：生1：种子发芽除了水，适宜的温度，还需要土壤。 生2：我觉得土壤不是必需的，豆子发芽就不需要土壤，我觉得还需要空气和阳光。 生3：我觉得阳光不是必需的，因为我奶奶也发过绿豆芽，根本就不用放阳光下就可以发芽。 活动二：选择一个条件设计实验，制订实验计划 选择一个条件设计实验 （1)师：看来同学们都一致认为种子发芽需要水、空气和适宜的温度，那是不是一定需要土壤和阳光呢？今天我们就选择土壤这个条件来进行研究。为了让实验更公平我们应该怎么做呢？ 生：设计对比实验。 师：对了，对比实验:指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种条件与实验对象的关系。在对比实验中，一次只能改一个条件，同时确保其他条件保持一致。那么这个实验哪些是改变的条件，哪些是不变的条件呢？ 学生小组讨论实验中改变和不变的条件，并设计实验，制定实验计划。 绿豆种子发芽和土壤的关系实验计划日期: 9月5日研究的问题:绿豆种子必须在土壤里才能发芽吗 预测:绿豆种子必须在土壤里才能发芽。相同的条件:温度、水、空气、阳光、大小相同的绿豆种子各3粒。不同的条件:提供土壤和不提供土壤。实验的方法: 1号组种子种在土壤里，保持湿润; 2号组种子不提供土壤，也保持湿润。这个实验至少要有两个小组同时进行。
学生小组汇报实验计划，其他组评价并补充。 改变条件：有无土壤 不变的条件：种子颜色、大小、种子数量、阳光、水分等 总结实验步骤，观看实验视频。 （1）准备两个玻璃皿 （2）在其中一个玻璃皿里铺上一层土壤，另一个不铺 （3）在两个玻璃皿里各放3粒绿豆 （4）定期给两个玻璃皿浇同样多的水 5.小组实验。 教师出示实验材料：绿豆种子、培养皿2个、镊子、滴管、水 学生小组合作完成实验。 布置任务，观察记录绿豆种子发芽过程。 绿豆种子发芽和土壤的关系(班级记录表)日期: 3月5日日期种子的变化1号组(在土壤里)2号组(无土壤)3月5日3月6日3月7日3月8日
通过学生对种子发芽实验的预测，了解学生对种子发芽有一定的生活经验。 选择一个探究问题，并能通过研讨完成实验计划的设计，并能分享和完善计划，并能根据计划完成实验，锻炼学生的科学思维，培养学生的科学素养。 学生能积极参与讨论并对种子发芽条件有合理的预测。 学生能积极参与讨论，使用对比实验的方法设计种子发芽实验，并能掌握绿豆种子发芽与土壤的关系的实验步骤。教师及时给予学生评价。
（三）研讨 1.在实验中，我们为什么要设置两组进行对比？为什么要在每一个玻璃皿中放3粒种子？ （1）更好地探究出设置的不同条件(有无土壤)对绿豆种子萌发的影响。（2）放3粒种子是为了防止因为种子本身质量问题而发生的意外情况，另外还能更好地发现规律。 2.在实验中，我们观察到的什么现象能验证我们的预测？ 在验证绿豆种子发芽与土壤的关系中，我们发现无论有没有土壤，绿豆种子都会发芽，因此绿豆种子发芽与土壤没有关系。 对于种子发芽必需的其他条件，请同学们根据制订好的实验计划进行实验操作，并根据观察到的现象来验证自己的预测。 实例： 绿豆种子发芽和土壤的关系(班级记录表)日期: 3月5日日期种子的变化1号组(在土壤里)2号组(无土壤)3月5日种子胀大种子胀大3月6日种皮裂开种皮裂开3月7日长出胚根长出胚根3月8日胚根变长胚根变长
通过研讨问题，为下一节知识做铺垫。 教师观察学生是否积极参与课堂讨论，给予及时反馈。
（四）拓展 1.如何保证两个玻璃皿里浇的水一样多？ 可以用滴管数着滴一样多的水滴。 请同学们根据绿豆种子发芽和土壤的关系实验计划表制作出探究绿豆种子发芽与其它条件的关系实验计划表 实例： 绿豆种子发芽和 阳光 的关系实验计划研究的问题:绿豆种子必须在阳光下才能发芽吗 预测:绿豆种子必须在阳光下才能发芽。相同的条件:温度、水、空气、大小相同的绿豆种子各3粒。不同的条件:有光照和无光照。实验的方法:1号组种子种在有光照的地方，保持湿润: 2号组种子种在无光照的地方，也保持湿润。
通过拓展知识，为接下来的课程做好铺垫。 教师观察学生是否参与本环节，并鼓励参与学生。
（五）知识总结 师生共同总结本课知识点。 教师通过学生回答，了解学生对本课知识的掌握情况。 观察学生是否参与知识总结，是否积极发言，及时鼓励参与学生。
四、成果集成
能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，研究种子发芽所需条件的过程。
五、作业设计
【知识技能类作业】
一、填空题
1．许多植物的新生命是从_____________发芽开始的，发芽需要一定的_____________适宜的_____________和充足的_____________。
2设计种子发芽实验时，需要分为_____________组和_____________组，以示区别。
二、判断题
1.实验结论和我们实验前的预测一定是一致的。( )
2.一年之计在于春，只有在春天播种，种子才会发芽。( )
3.对比实验中，只能改变我们选择的那个条件，同时保证其他条件不变。( )
三、选择题
1.在做种子发芽实验时，为了保证湿巾湿润，下列做法不恰当的是（ ）。
A．可以在盒子底下扎两个小孔
B．一次性多浇水，让种子浸泡在水里。
C．湿巾应该适当地铺得厚一点。
2.绿豆种子发芽是否需要土壤的实验中，需要改变的唯一条件是( )。
A.空气 B.水 C.土壤
3.在适宜的温度、湿度下，能够萌发的种子不发芽的原因可能是( )。
A.缺乏充足的水分 B.缺乏充足的阳光 C.缺乏充足的空气
【综合实践类作业】
学生根据自己制订好的实验计划进行实验操作，并根据观察到的现象来验证自己的预测。
答案：
一、填空题
1.种子 水分 温度 空气
2.实验 对照
二、判断题
1.× 2.× 3.√
三、选择题
1.B 2.C 3.C
六、板书设计
七、教学反思
学生已经观察过种子的结构，开展过凤仙花的种植活动，他们对于种子的萌发已有一定的认识，但未曾进行过系统性思考与研究。本课将以此为背景，引导学生基于自己的认识建立假设、开展方案设计、动手实践研究，最终找到“答案”并形成相关认识。该研究过程属于控制变量实验，因此本课将承载着引导学生进一步学习控制变量实验(对比实验)设计的任务。
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